Un nouvel outil utilise les données satellite pour lutter contre la mouche de l'olivier

Lors d'une récente conférence organisée à l'Agence spatiale européenne à Frascati, en Italie, des chercheurs présenté un outil qui peut aider à combattre et à prévenir mouche des fruits infestations face à changement climatique.

Le projet est né de l’intégration des cycles biologiques de l’olivier et de la mouche de l’olivier avec des données satellitaires pertinentes.

"« Nous devrions considérer ce projet comme une nouvelle contribution aux efforts continus de lutte antiparasitaire », a déclaré Luigi Ponti, chercheur à l'Agence nationale italienne pour les nouvelles technologies, l'énergie et le développement économique durable. Olive Oil Times.

Une source cruciale de données pour le projet provient des observations par satellite réalisées à l’aide de capteurs de spectroradiomètre imageur à résolution moyenne (MODIS) installés à bord de deux satellites de la NASA, Terra et Aqua.

Au cours des deux dernières décennies, ces capteurs ont mesuré plusieurs variables de surface, telles que les indices de végétation, tout en fournissant des données très fiables sur la température de la surface terrestre.

"« Ils ont mesuré la température de surface depuis l'espace avec une résolution temporelle quotidienne, capturant également les températures maximales et minimales quotidiennes approximatives grâce à leurs temps de survol », a déclaré Ponti. 

Des recherches antérieures menées par Markus Neteler, fondateur de Mundialis, une société allemande partenaire du projet, ont mis au point une méthode permettant d'extraire des données de température à partir des observations par satellite.

De plus, une méthodologie basée sur des statistiques et des informations spatiales a été développée pour combler les lacunes causées par la couverture nuageuse, puisque les capteurs MODIS ne peuvent pas voir à travers les nuages.

La recherche présentée par Ponti et ses collègues visait à relier ce vaste ensemble de données à un indice de végétation dérivé de MODIS connu sous le nom d'indice de végétation par différence normalisée (NDVI).

Le NDVI MODIS mesure la quantité de végétation verte à la surface de la Terre, fournissant ainsi des informations sur la couverture terrestre tout au long de l'année. Ces informations peuvent être utilisées pour améliorer les données de température issues des satellites MODIS.

L’efficacité de cette approche s’appuie sur des recherches antérieures menées par une équipe de scientifiques israéliens qui ont développé une méthode pour calibrer les températures de surface terrestre dérivées de MODIS à l’aide de données NDVI.

"Ils ont installé des thermomètres à l'intérieur des canopées des oliviers et ont constaté que la température dérivée des satellites MODIS, une fois corrigée à l'aide de MODIS NDVI, estimait mieux la température de la canopée que la station météorologique la plus proche », a déclaré Ponti.

Grâce à ces données, il est possible d’estimer la température subie à la fois par la plante et par la mouche de l’olivier.

"« Si nous voulons un véritable impact agricole, nous devons observer ce qui se passe au jour le jour, car c'est ainsi que fonctionnent les plantes et les organismes en interaction », a noté Ponti.

Le besoin d'informations très précises sur les agroécosystèmes a conduit au développement du modèle démographique physiologique de l'agroécosystème de l'olivier en collaboration avec le consortium scientifique à but non lucratif CASAS Global.

Le résultat du modèle est une représentation biologique détaillée et réaliste des cycles de vie de l’olivier et de la mouche de l’olivier, y compris leurs interactions.

Ce type de modélisation, qui combine une approche descendante (utilisant des données satellitaires) avec une approche ascendante (mécanismes biologiques), surmonte les limites des deux et fournit un outil puissant d’analyse stratégique en gestion agricole.

La combinaison d’observations par satellite, de modélisation biologique et d’outils d’information géographique open source permet aux chercheurs de visualiser et d’analyser la dynamique avec une résolution temporelle (quotidienne) et spatiale (250 mètres) sans précédent.

"Pour la plante, [le modèle] simule les populations de feuilles, de branches et de racines. Avec le même modèle de base, il simule la naissance, la croissance, le vieillissement et la mort des organes de la plante ou des stades d'insectes », a déclaré Ponti.

"« Nous utilisons donc le même modèle pour décrire à la fois les insectes et les plantes dans notre système olivier-mouche de l’olivier », a-t-il ajouté.

Pour la plante, la principale ressource est l'énergie du rayonnement solaire, ainsi que les nutriments et l'eau du sol. Pour la mouche, la ressource est la plante dont elle se nourrit : le nombre d'olives qu'elle peut trouver pour pondre ses œufs. Ses fonctions vitales (croissance, reproduction) dépendent de la disponibilité des olives.

"« Cela donne aux modèles un certain degré de réalisme biologique, car ils sont limités par les contraintes de ressources du monde réel auxquelles les organismes sont confrontés », a déclaré Ponti.

"Si la mouche ne trouve pas d'olives, elle entre en repos reproductif, comme dans la nature. Ce n'est donc pas un outil »« Il ne peut pas prédire avec précision une infestation, mais il peut vous dire que dans certaines conditions, l'environnement est propice à une infestation », a-t-il expliqué.

"Tu ne peux pas dire »la mouche arrivera demain, mais vous pouvez dire »« Cette zone présente actuellement des conditions qui favoriseraient le développement des mouches », a ajouté Ponti.

Tout comme les prévisions météorologiques, les prévisions biologiques sont complexes. Les prévisions météorologiques elles-mêmes sont considérées comme peu fiables au-delà d'une courte période d'environ trois jours.

"« Cependant, nous utilisons des données météorologiques comme données d’entrée pour nos modèles biologiques, ce qui accroît l’incertitude », a déclaré Ponti. "Ce que nos modèles ajoutent, ce sont des informations stratégiques. 

Les prévisions peuvent indiquer quand agir, mais elles ne peuvent pas vous dire pourquoi quelque chose se produit ou comment vous préparer plus efficacement à un climat changeant.

"« Cela nécessite de comprendre les mécanismes et la dynamique sur le terrain », a déclaré Ponti. "C’est là le problème : si la mouche de l’olivier est un ravageur majeur, comment pouvons-nous mieux la gérer économiquement et opérationnellement, en particulier dans le contexte du changement climatique, où les hypothèses sur le climat sont obsolètes et les règles de gestion qui en découlent peuvent ne plus s’appliquer ? 

"« Nous l’avons clairement démontré dans notre travail en Andalousie », a-t-il ajouté. "Par exemple, dans certaines régions, il y a pas assez d'heures de détente Il n'est plus possible d'induire la floraison des oliviers. Dans les régions plus chaudes, la population de mouches reste inférieure au seuil de tolérance thermique en raison des températures élevées qui approchent ou dépassent la tolérance thermique des mouches. 

L’utilisation d’informations climatiques et végétatives plus précises peut aider les décideurs politiques à remodeler les stratégies de lutte antiparasitaire.

Les interventions et politiques spécifiques à la région, comme celles d’Andalousie, où des organisations de contrôle intégrées surveillent et prescrivent des traitements, s’appuient sur l’analyse des données passées.

"Par exemple, la surveillance peut traditionnellement commencer en mai, mais si les hivers sont plus chauds, il peut être plus utile de commencer plus tôt », a déclaré Ponti.

La mouche de l'olivier connaît une croissance démographique rapide, est étroitement synchronisée avec le cycle de vie de l'olivier et peut se reproduire toute l'année dès que les olives et le climat s'y prêtent. Cela en fait un ravageur important des oliviers du monde entier.

"« Si la situation n’est pas surveillée et contrôlée à temps, elle devient rapidement incontrôlable », a déclaré Ponti. "La meilleure approche pourrait donc être de surveiller même pendant la »« Saison calme », fin d'hiver ou début de printemps. Compte tenu des tendances climatiques futures, il sera crucial d'être proactif. »

Alors que le temps devient de plus en plus imprévisible et événements extrêmes Devenues plus courantes, au point de ne plus être exceptionnelles, les institutions agricoles ont de plus en plus de mal à planifier des services de protection efficaces.

"« Cet outil de modélisation vous donne une vue réaliste de ce qui se passe sur le terrain, quelque chose que vous ne pourriez jamais obtenir grâce à des observations sur le terrain à cette échelle, pendant cette durée », a déclaré Ponti.

"« Dans les Pouilles, nous avons simulé 20 ans de dynamique d'oliviers et de mouches à l'échelle quotidienne avec une résolution de 250 mètres pour des centaines de milliers d'emplacements, grâce au cloud computing fourni par le partenaire italien Recube », a-t-il ajouté.

"« Obtenir le même type de données à partir d'observations sur le terrain serait tout simplement impossible. Ce type de système vous offre une vision globale du terrain quasiment gratuitement », a poursuivi Ponti.

Étant donné que le climat affecte différemment les plantes et les insectes, leurs interactions et leur équilibre changent.

"C'est important à savoir. Vous pourriez simuler différents scénarios de gestion, comme une intervention précoce, et évaluer son efficacité », a déclaré Ponti.

"« Il est impossible de mener des essais sur le terrain sur dix ans dans toutes les Pouilles. Mais ce modèle permet de le faire en quelques minutes seulement », a-t-il ajouté. "Ainsi, même si ce n'est pas destiné aux prévisions à court terme, car cela nécessiterait des données biologiques et climatiques en temps réel parfaitement détaillées, c'est idéal pour décrire et planifier de manière stratégique.

Les satellites Aqua et Terra de la NASA sont sur le point d'être démantelés. Par conséquent, les chercheurs travaillent déjà à l'utilisation d'autres satellites, tels que ceux lancés par Eumetsat et l'Agence spatiale européenne, équipés de capteurs similaires.

La nouvelle génération de satellites Sentinel de l'agence dispose d'une haute résolution spatiale et peut observer les températures de surface.

"Mais ils n'ont actuellement pas de résolution temporelle quotidienne, bien qu'il existe des plans pour atteindre une résolution quotidienne dans les futures missions Sentinel », a déclaré Ponti.

"Cela signifie qu'ils ne peuvent pas fournir les températures maximales et minimales quotidiennes, qui sont cruciales pour les rythmes circadiens, les cycles naturels qui régulent la vie sur Terre », a-t-il expliqué.

Les données climatiques dérivées des satellites et autres, combinées aux renseignements des modèles démographiques basés sur la physiologie, pourraient s’avérer cruciales dans les années à venir, non seulement pour les oliveraies, mais pour de nombreuses cultures que les chercheurs ont déjà étudiées.

Le projet a été réalisé dans le cadre du projet TEBAKA et s'appuie sur l'infrastructure TIC développée par le projet Med-Gold, tous deux financés par l'Union européenne.

Pour que ces données éclairent la stratégie, les institutions publiques et les organisations régionales doivent agir.

"« Ce qui manque, ce sont les ressources de recherche et de projet pour soutenir le cloud computing requis tout en maintenant et en étendant la série chronologique de l'ensemble de données que nous avons utilisé, qui couvre environ 20 ans, de 2003 à 2023. C'est une période longue et précieuse », a déclaré Ponti.

"« Le changement climatique n'est pas un phénomène qui se produira à la fin du siècle. Il est en train de se produire », a-t-il conclu. "Les analyses statistiques de ce qui s’est passé dans le passé dans une zone donnée sont un excellent outil, mais elles ne suffisent plus, car le climat change rapidement.